Пакер гидравлический

Пакер гидравлический

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике добычи нефти. Цель - обеспечение надежности установки пакера и увеличение проходного сечения ствола при ограниченном наружном диаметре пакера. Пакер содержит полый ствол 1 с радиальными каналами 2 и 3 и кольцевыми проточками 4 и 5, верхний конус б с плашками 7, установленный в кольцевой проточке 4 с возможностью осевого перемещения, уплотни-ельные манжеты 8, размещенные на стволе 1, нижний конус 9 с плашками 10 и плашкодержателем 11, име-. ющим хвостовик и образующий со стволом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Е 21 В 33/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18 (21) 4682874/08 (22) 24.04,88 (46) 15.01,93. Бюл. N. 2 (71) Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и ромышленносги (72) P.Ñ.Ãóðáàíîâ, Vl.Ç,Øàðèôoâ и В.А,Леонов (56) Авторское свидетельство СССР

М 3071.77, кл. Е 21 В 33/12, 1971, Зайцев Ю.В. и др. "Оборудование для . предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин. М„Недра, 1973, с.20 — 21.

„„Ы,, 1788207 А1 (54) ПАКЕР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ (57) Изобретение относится к технике доб чи нефти. Цель — обеспечение надежности установки пакера и увеличение проходного сечения ствола при ограниченном наружном диаметре пакера. Пакер содержит полый ствол 1 с радиальными каналами 2 и 3 и кольцевыми проточками 4 и 5, верхний конус 6 с плашками 7, установленный в кольцевой проточке 4 с воэможностью осевого перемещения, уплотни"ельные манжеты 8, . размещенные на стволе 1, нижний конус 9 с плашками 10 и плашкодержателем 11, име-, ющим хвостовик и образующий со стволом

1788207

20

30 гидравлическую камеру 12, связанную через радиальные каналы 3 с полостью ствола

13 и цангу 14, жестко связанную с выступом

15 ствол- 1. Нижний конус 9 образует с корпусом 1 камеру 16, связаннук> через радиальные каналы 2 с полостью 13 ствола, Ll,BHãB 14 в исходном положении пакера находится в хвостовике плашкодержателя 11, у которого нижний торец взаимодействует с . выступом корпуса. С увеличением давления выше давления опоессовки внутренней полости 13 пакера плашкодер>катель 11 вхоИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике добычи нефти газлифтным способом и мо>кет быть применено для разобщеI IM51 3BTp /áHoI 0 пространства скважины QT трубного, с целью предотвращения прорыва закачиваемого газа через башмак труб, исключения воздействия на забой давления закачиваемого газа, повышения эффективности использования энергии пластового газа, эксплуатации многопластовых залежей, а также для выявления места дефекта

ЭКСПЛУатаЦИОННой КОЛОННЫ.

Известен пакер (авт,св. М. 307177, кл. Е

21 Б 33/12, 1971), состоящий из ствола, уплотнительных манжет, заякоривающих узлов В Виде плашки с конусОм и гидроп ри Вода.

Также известен пакер гидравлический типа 1ПТГУ (Ю.В,Зайцев и др. Оборудование для предотвращения открытых фонтанов нефтянь х и газовых сква>кин. M., Недра, 1973, стр.20 — 21), содержащий полый ствол с каналом, верхний конус с плашками, уплотнительные манжеты, установленные на стволе, нижний конус с плашками и плашкодержателем, гидропривод и цангу, Здесь пакер обладает следующими недостатками . гидропривод имеет сложную конструкци о (состоит из 6 деталей), что снижает надежность работы пакера и уменьшает при ограниченном наружном диаметре проходHoG отверстие ствола, а это в cBolo очередь снижает потенциальный дебит скважины, особенно при Высоких значениях коэффициентов продуктивности пласта; для посадки пакера требуется значительно большее давление в колонне труб для обеспечения полной деформации ман>кет и высокого коэффициента герметичности между трубным и затрубным пространством (так как при ограниченном диаметре пакера площадь поршня в гидродит иэ фиксации цанги и осуществляется движение заякоривающих узлов, плашкодер>катели 11, плашки 10 и конуса 9, при этом конус 6 с плашками 7 перемещается через уплотнительные манжеты 8 до упора в нижний торец муфты 18. После установки пакера снимают натяжение колонны труб.

При изменении температуры ствол пакера свободно перемещается относительно эаякоривающих узлов, исключая самопроизвольное освобождение пакера, 1 ил. приводе относительно маленькая), что приводит к увеличению вероятности негерметичности подъемных труб, а также к сужению области применения пакера по диаметру эксплуатационной колонны и,кроме этого,возмо>кности порыва труб и пр.; перемещение конуса происходит после перемещения плашки, при этом может создаться мгновенный удар на плашки через поршень, что приводит к преждевременному заякориванию плашки и повышению вероятности заклинивания; цанга установлена внутри гидропривода с возмо>кностью перемещения вдоль ствола, что с одной стороны приводит к уменьшению проходного сечения пакера при ограниченном диаметре, а с другой стороны такая конструкция не позволяет достигнуть достаточную осевую силу, обеспечивающую высокое давление при опрессовке пакера, а значит,не позволяет проверить герметичность уплотнительных элементов гидропривода.

Цель1а изобретения является обеспечение надежности установки пакера и увеличение проходного сечения ствола при ограниченном наружном диаметре пакера.

Положительный эффект от применения пакера о>кидается за счет обеспечения высокого коэффициента герметичности (между трубным и затрубным пространством) и большей производительности скважины, особенно при высоких значениях коэффици " ентов продуктивности пласта. При этом ох<идаемый удельный экономический эффект от внедрения пакера составит не менее 1,1 тыс.руб./скв. указанная цель достигается тем, что ствол выполнен с дополнительными радиальными каналами и кольцевым выступом в нижней части, а нижний корпус образует с корпусом камеру. связанную через дополнительные радиальные каналы с полостью

1788207 ствола, при этом цанга жестко связана с выступом ствола, а нижний торец хвостовика плаш коде ржа тел я взаи модействует с выступом корпуса.

На чертеже изображен общий вид пакера в исходном положении, Пакер содержит полый ствол 1 с радиальными каналами 2, 3 и кольцевыми проточками 4, 5, корпус 6 с плашками 7, установленный в кольцевой проточке (выступа) 4 с возможностью осевого перемещения, уплотнительные манжеты 8, размещенные на стволе 1, ни>кний конус 9 с плашками 10 и плашкодер>кателем 11, имеющим хвостовик и образующий со стволом

1 гидравлическую камеру 12,связанную через радиальные каналы 3 с полостью 13 ствола 1,и цангу 14,жестко связанную с выступом 15 ствола 1, Нижний конус 9 образует со стволом 1 камеру 16, связанную через радиальные каналы 2 с полостью 13, Цанга 14 в исходном поло>кении пакера находится 8 хвостовике плашкодержателя 11, у которого нижний торец взаимодействует с выступом корпуса.

Работа пакера происходит следующим образом. Он спускается в скважину на колонне НКТ до заданной глубины, Его запакировка осуществляется перекрытием нижнего прохода ствола 1 путем установки обратного клапана в посадочный ниппель

17 и созданием избыточного давления жидкости внутри колонны НКТ. При этом давление действует на камеры 16 и 12 через каналы 2,3 ствола 1. С увеличением давления выше, чем давление опрессовки внутренней полости 13 . пакера, плашкодержатель 11 выходит из фиксации цанги 14 и осуществляется движение заякоривающих узлов, То есть происходит взаимосвязанное движение плашкодержателя

11, плашки 10 и конуса 9. Причем конус 9 в свою очередь перемещает верхний заякоривающий узел,т.е, конус б с плашками 7 через, уплотнительные манжеты 8 до упора в нижний торец муфты 18. Далее, при увеличении давления жидкости в колонне НКТ до посадочного давления пакера, плашки 7 перемещаются над конусом 6. и контактируют со стволом скважины, затем деформируются уплотнительные манжеты 8 под усилием конуса 9, При этом плашки 10 полностью перемещаются над конусом 9 и контактируют со стволом скважины. Затем резко стравливается давление жидкости внутри колонны

НКТ, тем самым усилие сжатых уплотни45 ла, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной установки пакера и увеличения проходного сечения ствола при ограниченном наружном диаметре пакера, ствол выполнен с дополнительным выступом в нижней части, а нижний конус образует с корпусом камеру, связанную через дополнительные радиальные каналы с полостью ствола, при этом цанга жестко связана с выступом ствола, а нижний торец хвостовика плашкодержателя взаимодействует с выступом корпуса.

40 тельных манжет 8 передается через конус 9 на плашки 10, находящиеся в контакте со стволом скважины и обеспечивается заякоривание, то есть самофиксация рабочего положения пакера, После установки пакера и снижения давления снимается натяжение колонны

НКТ, причем при изменении температуры в скважине ствол пакера свободно перемещается относительно заякоривающих узлов, тем самым исключается самопроизвольное освобождение пакера. Его освобождение происходит только после снятия свободного хода ствола 1 пакера с подъемом колонны

НКТ, Таким образом, при подъеме колонны

НКТ ствол 1 пакера перемещается вверх и после исключения свободного хода верхний кольцевой выступ 4 ствола 1 упирается в нижний торец конуса 6 и освобождает его из-под плашек 7. С дальнейшим перемещением ствола 1 уплотнительные манжеты 8 приходят к первоначальному состоянию, а затем нижний кольцевой выступ 5, упираясь в бурт конуса 9,освобождает его из-под плашек 10, При этом плашкодержатель 11 приходит к исходному состоянию, причем его нижнее положение фиксируется цангой 14.

Таким образом пакер подготавливается к повторной установке.

Формула изобретения.

Пакер гидравлический, содержащий полый ствол с радиальными каналами и кольцевой проточкой, установленный в кольцевой проточке ствола с возможностью осевого перемещения верхний конус с плашками, установленные на стволе уплотнительные манжеты, нижний конус с плашками и плашкодержателем, имеющим хвостовик, образующий со стволом гидравлическую камеру, связанную через радиальные каналы с полостью ствола и цангу, установленную в хвостовике плашкодержателя, фиксирующую его относительно ство